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罐中液体的循环流动是达到物料混合所的流动状态,而湍流扩散、剪切流又是某些搅拌过程快速进行达到搅拌目的所需要的。虽然某种合适的流动状态也要靠搅拌罐及其他附件来共同造成,但是叶轮的形状与运转情况仍可以说是决定罐内流动状态的基本的因素。
各种搅拌叶轮形状按搅拌器的运动方向与叶轮表面的角度可分为三类,即平叶、折叶和螺旋面叶。桨式、涡轮式、锚式、框式等的叶轮都是平叶或折叶,而推进式、螺杆式、螺带式的叶轮则为螺旋面叶。 平叶的桨面与运动方向垂直,即运动方向与桨面法线方向一致。折叶的桨面与运动方向成一个倾斜角度;一般这个倾斜角度为45或60度等。螺旋面叶是连续的螺旋面成其中一部分,叶片曲面与运动方向的角度逐渐变化,如推进式叶片的根部曲面与运动方向一般可为40-70度,而其叶端的曲面与运动方向的角度较小,一般为17度左右。 由于平叶的运动方向与桨面垂直,所以当叶轮低速运转时,液体的主要流动为水平环向的流动。
对于经常需要搅拌不同物料的用户来说,能够对机械搅拌器的转速灵活控制非常重要,因为搅拌器的转速灵活,可调整范围大,其可以搅拌的物料的种类就越多,适应的工况就越广。
一般来说,在机械搅拌器生产中我们常常采用电磁调速、变频调速这两种办法来解决搅拌器的调速问题,由于牵扯到复杂的调速工作原理,我们在此不作原理方面的叙述,因为我们在使用搅拌器的过程中也无需知道其内部的复杂工作原理,我们只需要知道哪种调速方式更适合我们即可。
1.电磁调速,适用于中低功率的机械搅拌器中,如果搅拌器的功率较大,需另外加装启动装置,具有以下优点:工作稳定,价格低廉,方便维护,调速范围大,可以调整转矩。缺点是:1.容易受到环境的影响,恶劣的工作环境下尽量限制采用;2.没有的控制功能,往往需要加装控制器和制动装置;3.节电性能较差,并且没有电路保护功能。
固液悬浮是借助搅拌器的作用,使固体颗粒悬浮在液体中,形成固液混合物或悬浮液。均匀悬浮的主要控制因素是循环速率及湍流强度,其中容积循环速率又往往是主要的因素。固液悬浮操作以涡轮式搅拌器使用范围,其中以开启式涡轮好,它没有中间圆盘,不致阻碍桨叶上下的液相混合。弯叶、斜叶开式涡轮的优点更突出,它的排出性能好,桨叶不易磨损,用于固液悬浮操作更合适。通常采用宽叶的开启式四斜叶涡轮式搅拌器,容器底为锥形时,其尺寸为:df/D=0.4~0.5,C/d=0.5,H/D=1;碟形时d/D=0.4。如固液密度差较小时,也可采用标准的开启式四斜叶涡轮式搅拌器;若含固量很高,且固液密度差较小时,可采用平桨;若混合液黏度低于0.4Pa.s,特别是0.1Pa.s以下,固液密度差小,含固量低,可用推进式,并在湍流区全挡板条件下操作,其参数可取d/D=0.33, C/d=1,H/D=1。对悬浮体系,当密度差小,且只要求悬浮物离开罐底而不必均匀悬浮时,搅拌转.速也不必太大,可用底挡板;当密度差大,并要求均匀悬浮时,搅拌转速较高,应采用底挡板和壁挡板;如悬浮物易黏附在挡板上,可采用导流筒。对带纤维的固体悬浮可选用后弯式涡轮搅拌器。固液悬浮采用长薄叶螺旋桨等也是不错的选择。
搅拌器在器的底部,称为底搅拌器。底搅拌器的优点是:搅拌轴短、细,无中间轴承;可用机械密封;易维护、检修,寿命长。底搅拌比上搅拌的轴短而细,轴的稳定性好,既节省原料叉节省加工费,而且降低了安装要求。所需的检修空间比上搅拌小,避免了长轴吊装工作,有利于厂房的合理排列和充分利用。由于把笨重的减速装置和动力装置安放在地面基础上,从而改善了封头的受力状态,同时也便于这些装置的维护和检修。底搅拌器安装在下封头处,有利于上封头接管的排列与安装,特别是上封头带夹套,冷却气相介质时更为有利。底搅拌有利于底部出料,可使出料口处得到充分的搅动,使输料管路畅通。